一種小型在線流量計控制裝置的製作方法

2023-12-11 01:17:47 1

本實用新型涉及流量計控制領域，具體涉及一種小型在線流量計控制裝置。

背景技術：

在小型汙水處理站中，由於處理噸位小，受成本的限制，大多數使用的都是浮子流量計，也有少數使用了數字流量計，前者精度低，後者沒辦法進行遠程管理，而且價格很高。

技術實現要素：

基於此，針對上述問題，本實用新型提出一種小型在線流量計控制裝置，其能實時測量記錄流量數據，能遠程傳輸瞬時流量和累計流量，能手動控制、自動校準以及遠程管理，具有體積小、成本低和精度高等優點。

本實用新型的技術方案是：一種小型在線流量計控制裝置，包括流量計控制主板、流量脈衝採集裝置、流量脈衝採集電源、主板電源和遠程傳輸裝置；所述流量計控制主板的信號輸出端與流量脈衝採集電源的信號輸入端相連，流量脈衝採集電源的電源輸出端與所述流量脈衝採集裝置的電源輸入端相連，流量脈衝採集裝置的信號輸出端與所述流量計控制主板的信號輸入端相連，流量計控制主板與所述遠程傳輸裝置通信連接，所述主板電源的電源輸出端與流量計控制主板的電源輸入端相連。

本裝置流量計控制主板採用8引腳最小微處理器作為裝置的核心控制處理部件，流量脈衝採集裝置採用固定腔體作為流體的基本計量單位，以採集流過腔體的次數來輸出脈衝，流量計控制主板採集流量脈衝採集裝置輸出的脈衝，通過內部微處理器的運算來計算出流過液體的瞬時流量和累計流量,微處理器對累計流量進行累加並存儲。微處理通過數據輸出埠，將運算後的流量數據發送出去，通過數據輸入埠可接收遠程傳輸裝置的讀數數據指令、自動校準指令和手動校準指令等。本裝置採用外部12V直流供電，流量計控制主板將輸入電壓做穩壓處理後，提供流量脈衝採集裝置的電源。

作為本實用新型的進一步改進，所述流量計控制主板包括微處理器IC101、總線輸入輸出接口晶片IC201、接插件J101和執行程序寫入接口JC101；所述微處理器IC101的第2引腳與所述接插件J101的第1引腳相連；所述微處理器IC101的第5引腳與所述總線輸入輸出接口晶片IC201的第2引腳和第3引腳相連；所述微處理器IC101的第6引腳與所述執行程序寫入接口JC101的第5引腳相連，並通過電阻R204連接到所述總線輸入輸出接口晶片IC201的第1引腳；所述IC101的第7引腳與所述連接執行程序寫入接口JC101的第4引腳相連，並通過電阻R205連接到所述總線輸入輸出接口晶片IC201的第4引腳；所述微處理器IC101的第4引腳與所述執行程序寫入接口JC101的第1引腳；所述微處理器IC101的第3引腳串接有限流電阻R208，且該限流電阻R208的一端與所述接插件J101的第3引腳相連。

其中，IC101的第2引腳作為外部流量脈衝採集裝置的脈衝輸入端；IC101的第5腳為連接總線輸入、輸出控制埠，作為控制IC201的總線數據的輸入和輸出。IC101的第6引腳連接執行程序寫入接口JC101的第5引腳，同時通過R204連接到IC201的第1引腳作為總線數據的輸出端。IC101的第7引腳連接執行程序寫入接口JC101的第4引腳，同時通過R205連接到IC201的第4引腳作為總線數據的輸入端。IC101的第4引腳為外部上電復位引腳，連接去擾電容C202到電源地GND，並連接一上拉電阻R201，同時連接到執行程序寫入接口JC101的第1引腳。IC101的第3引腳為工作指示燈輸出引腳，通過限流電阻R208連接到J101的第3腳，可連接外部工作指示燈。IC101的第1引腳為電源正端，連接電源VCC；IC101的第8引腳為電源負端，連接電源GND。

其中，IC201的第6引腳連接到J101的第5引腳，IC201的第7引腳連接到J101的第6引腳，作為一組外部數據總線接口。IC201的第8引腳為電源正端連接電源VCC，並連接去擾電容到C203至電源地GND。IC201的第5引腳為電源負端，連接電源GND。執行程序寫入接口JC101的第2引腳連接到電源VCC，第3引腳連接到電源負端GND。

作為本實用新型的進一步改進，所述流量計控制主板還包括限流電阻R203和上拉電阻R202；所述限流電阻R203串接於所述微處理器IC101的第2引腳和所述接插件J101的第1引腳之間；所述上拉電阻R202的一端接電源，另一端與接插件J101的第1引腳和限流電阻R203之間的節點相連。

作為本實用新型的進一步改進，所述流量計控制主板還包括上拉電阻R206，上拉電阻R206的一端接電源，另一端與所述微處理器IC101的第5引腳和總線輸入輸出接口晶片IC201的第2引腳、第3引腳之間的節點相連。

作為本實用新型的進一步改進，所述流量計控制主板還包括穩壓電路，該穩壓電路包括二極體D301、限流電阻RZJ301、濾波電容E301、去擾電容C301、穩壓晶片IC301、濾波電容E302和去擾電容C302；所述二極體D301和限流電阻RZJ301串聯，二極體D301的一端與所述接插件J101的第8引腳相連，限流電阻RZJ301的一端與所述穩壓晶片IC301的輸入端相連；所述濾波電容E301和去擾電容C301並聯於所述穩壓晶片IC301的輸入端和電源地GND之間；所述濾波電容E302和去擾電容C302並聯於所述穩壓晶片IC301的輸出端和電源地GND之間。

其中，J101的第8引腳為外部12V直流電源的正輸入端，連接到二極體D301再通過限流電阻RZJ301連接濾波電容E301和去擾電容C301，同時連接到穩壓晶片IC301的第2腳電源輸入端，濾波電容E301和去擾電容C301另一埠接電源地GND。J101的第7引腳為外部12V直流電源的負輸入端，連接IC301的第1引腳作為整個控制主板的電源負端GND。IC301的第3引腳為穩壓輸出端，連接濾波電容E302和去擾電容C302，輸出穩壓後的電源5V和整個控制板電源VCC，濾波電容E302和去擾電容C302另一端接電源負端GND。J101的第2腳連接穩壓輸出電源5V。

上述小型在線流量計控制裝置的工作過程如下：

當本裝置上電後，IC101的第3引腳輸出高電平，點亮外部工作指示燈。表示本裝置在正常工作。當有液體流過流量脈衝採集裝置時，IC101的第2引腳就會有脈衝信號輸入，IC101開始記錄脈衝數量，並運算成瞬時流量和累計流量數據，保存在微處理器內部的EEROM存儲器中。上電後IC101的第5腳輸出低電平，IC201的第2腳和第3腳為低電平，總線工作在接收狀態。

同時，還包括數據發送、流量數據的自動校準和本裝置地址的遠程更改等過程。

數據發送：當IC101的第7引腳接收到完整需要發送數據指令後，取出內部EERPOM的流量數據，IC101的第5引腳輸出高電平，控制IC201的第2腳和第3腳為高電平，IC101將指令中需要的數據內容傳送到IC101的第6腳上，通過IC201的第1腳將數據再通過總線發送出去。發送完成後IC101的第5引腳輸出低電平，總線恢復到數據接收狀態。

流量數據的自動校準：將本裝置和標準流量計連接在同一管道中，確保通過本裝置和標準流量計的液體流量都是相同的。將標準流量計的數據傳送總線與本裝置的數據總線連接再與遠端管理裝置連接。

遠端管理裝置發送自動校準指令後，本裝置通過IC101的第7腳收到自動校準指令後，將按時間讀取的標準流量計的瞬時流量和累計流量數據，將讀取到標準流量計的瞬時流量和累計流量和本裝置的瞬時流量和累計流量做比較，並將修正差值存到IC101內部的EEPROM中，然後重複讀取標準流量計的瞬時流量和累計流量數據再與本裝置修正後的瞬時流量和累計流量做比較，再修正，直到本裝置的瞬時流量和累計流量的數據與標準流量計的瞬時流量和累計流量的數據相同後，將最終的修正值存到IC101的內部EEROM中，則自動校準結束。最後IC101的第5引腳輸出高電平到IC201的第2腳和第3腳，把自動校準成功的指令通過IC101的第6腳發送到IC201總線上，返回給遠端管理裝置。發送完成後IC101的第5腳輸出低電平，總線恢復到數據接收狀態。

本裝置地址的遠程更改：遠端管理裝置發送更改本裝置地址指令，本裝置通過IC101的第7腳收到更改本裝置地址的指令後，將更改後的地址保存在IC101的內部EEPROM中。再將IC101的第5腳輸出高電平到IC201的第2腳和第3腳，將更改後的地址通過IC101的第6腳發送到IC201總線上返回給遠端管理裝置確認更改成功。

本實用新型的有益效果是：

(1)能實時測量記錄流量數據，遠程傳輸瞬時流量和累計流量，實現手動控制、自動校準以及遠程管理，具有體積小、成本低和精度高等優點。

(2)本裝置能實現流量數據的遠程傳輸，手動控制，流量數據自動校準以及遠程管理等功能；能大量的應用在現有分散式小型汙水處理站中，更能實現分散式小型汙水處理站的無人值守和精準管理。

附圖說明

圖1是實施例所述小型在線流量計控制裝置的原理框圖；

圖2是流量計控制主板的電路原理圖；

圖3是校準連接示意圖；

附圖標記說明：

10流量計控制主板，20流量脈衝採集裝置，30流量脈衝採集電源，40主板電源，50遠程傳輸裝置，60標準流量計，70遠端管理裝置，80流體管道。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。

實施例：

如圖1所示，一種小型在線流量計控制裝置，包括流量計控制主板10、流量脈衝採集裝置20、流量脈衝採集電源30、主板電源40和遠程傳輸裝置50；所述流量計控制主板10的信號輸出端與流量脈衝採集電源30的信號輸入端相連，流量脈衝採集電源30的電源輸出端與所述流量脈衝採集裝置20的電源輸入端相連，流量脈衝採集裝置20的信號輸出端與所述流量計控制主板10的信號輸入端相連，流量計控制主板10與所述遠程傳輸裝置50通信連接，所述主板電源40的電源輸出端與流量計控制主板10的電源輸入端相連。

本裝置流量計控制主板10採用8引腳最小微處理器作為裝置的核心控制處理部件，流量脈衝採集裝置20採用固定腔體作為流體的基本計量單位，以採集流過腔體的次數來輸出脈衝，流量計控制主板10採集流量脈衝採集裝置20輸出的脈衝，通過內部微處理器的運算來計算出流過液體的瞬時流量和累計流量,微處理器對累計流量進行累加並存儲。微處理通過數據輸出埠，將運算後的流量數據發送出去，通過數據輸入埠可接收遠程傳輸裝置50的讀數數據指令、自動校準指令和手動校準指令等。本裝置採用外部12V直流供電，流量計控制主板10將輸入電壓做穩壓處理後，提供流量脈衝採集裝置20的電源。

如圖2所示，在另一個實施例中，所述流量計控制主板10包括微處理器IC101、總線輸入輸出接口晶片IC201、接插件J101和執行程序寫入接口JC101；所述微處理器IC101的第2引腳與所述接插件J101的第1引腳相連；所述微處理器IC101的第5引腳與所述總線輸入輸出接口晶片IC201的第2引腳和第3引腳相連；所述微處理器IC101的第6引腳與所述執行程序寫入接口JC101的第5引腳相連，並通過電阻R204連接到所述總線輸入輸出接口晶片IC201的第1引腳；所述IC101的第7引腳與所述連接執行程序寫入接口JC101的第4引腳相連，並通過電阻R205連接到所述總線輸入輸出接口晶片IC201的第4引腳；所述微處理器IC101的第4引腳與所述執行程序寫入接口JC101的第1引腳；所述微處理器IC101的第3引腳串接有限流電阻R208，且該限流電阻R208的一端與所述接插件J101的第3引腳相連。

其中，IC101的第2引腳作為外部流量脈衝採集裝置20的脈衝輸入端；IC101的第5腳為連接總線輸入、輸出控制埠，作為控制IC201的總線數據的輸入和輸出。IC101的第6引腳連接執行程序寫入接口JC101的第5引腳，同時通過R204連接到IC201的第1引腳作為總線數據的輸出端。IC101的第7引腳連接執行程序寫入接口JC101的第4引腳，同時通過R205連接到IC201的第4引腳作為總線數據的輸入端。IC101的第4引腳為外部上電復位引腳，連接去擾電容C202到電源地GND，並連接一上拉電阻R201，同時連接到執行程序寫入接口JC101的第1引腳。IC101的第3引腳為工作指示燈輸出引腳，通過限流電阻R208連接到J101的第3腳，可連接外部工作指示燈。IC101的第1引腳為電源正端，連接電源VCC；IC101的第8引腳為電源負端，連接電源GND。

其中，IC201的第6引腳連接到J101的第5引腳，IC201的第7引腳連接到J101的第6引腳，作為一組外部數據總線接口。IC201的第8引腳為電源正端連接電源VCC，並連接去擾電容到C203至電源地GND。IC201的第5引腳為電源負端，連接電源GND。執行程序寫入接口JC101的第2引腳連接到電源VCC，第3引腳連接到電源負端GND。

在另一個實施例中，所述流量計控制主板10還包括限流電阻R203和上拉電阻R202；所述限流電阻R203串接於所述微處理器IC101的第2引腳和所述接插件J101的第1引腳之間；所述上拉電阻R202的一端接電源，另一端與接插件J101的第1引腳和限流電阻R203之間的節點相連。

在另一個實施例中，所述流量計控制主板10還包括上拉電阻R206，上拉電阻R206的一端接電源，另一端與所述微處理器IC101的第5引腳和總線輸入輸出接口晶片IC201的第2引腳、第3引腳之間的節點相連。

在另一個實施例中，所述流量計控制主板10還包括穩壓電路，該穩壓電路包括二極體D301、限流電阻RZJ301、濾波電容E301、去擾電容C301、穩壓晶片IC301、濾波電容E302和去擾電容C302；所述二極體D301和限流電阻RZJ301串聯，二極體D301的一端與所述接插件J101的第8引腳相連，限流電阻RZJ301的一端與所述穩壓晶片IC301的輸入端相連；所述濾波電容E301和去擾電容C301並聯於所述穩壓晶片IC301的輸入端和電源地GND之間；所述濾波電容E302和去擾電容C302並聯於所述穩壓晶片IC301的輸出端和電源地GND之間。

其中，J101的第8引腳為外部12V直流電源的正輸入端，連接到二極體D301再通過限流電阻RZJ301連接濾波電容E301和去擾電容C301，同時連接到穩壓晶片IC301的第2腳電源輸入端，濾波電容E301和去擾電容C301另一埠接電源地GND。J101的第7引腳為外部12V直流電源的負輸入端，連接IC301的第1引腳作為整個控制主板的電源負端GND。IC301的第3引腳為穩壓輸出端，連接濾波電容E302和去擾電容C302，輸出穩壓後的電源5V和整個控制板電源VCC，濾波電容E302和去擾電容C302另一端接電源負端GND。J101的第2腳連接穩壓輸出電源5V。

上述小型在線流量計控制裝置的工作過程如下：

當本裝置上電後，IC101的第3引腳輸出高電平，點亮外部工作指示燈。表示本裝置在正常工作。當有液體流過流量脈衝採集裝置20時，IC101的第2引腳就會有脈衝信號輸入，IC101開始記錄脈衝數量，並運算成瞬時流量和累計流量數據，保存在微處理器內部的EEROM存儲器中。上電後IC101的第5腳輸出低電平，IC201的第2腳和第3腳為低電平，總線工作在接收狀態。

同時，還包括數據發送、流量數據的自動校準和本裝置地址的遠程更改等過程。

數據發送：當IC101的第7引腳接收到完整需要發送數據指令後，取出內部EERPOM的流量數據，IC101的第5引腳輸出高電平，控制IC201的第2腳和第3腳為高電平，IC101將指令中需要的數據內容傳送到IC101的第6腳上，通過IC201的第1腳將數據再通過總線發送出去。發送完成後IC101的第5引腳輸出低電平，總線恢復到數據接收狀態。

流量數據的自動校準：將本裝置和標準流量計60連接在同一管道80中，確保通過本裝置和標準流量計60的液體流量都是相同的。將標準流量計60的數據傳送總線與本裝置的數據總線連接再與遠端管理裝置70連接，如圖3所示。

遠端管理裝置70發送自動校準指令後，本裝置通過IC101的第7腳收到自動校準指令後，將按時間讀取的標準流量計的瞬時流量和累計流量數據，將讀取到標準流量計60的瞬時流量和累計流量和本裝置的瞬時流量和累計流量做比較，並將修正差值存到IC101內部的EEPROM中，然後重複讀取標準流量計60的瞬時流量和累計流量數據再與本裝置修正後的瞬時流量和累計流量做比較，再修正，直到本裝置的瞬時流量和累計流量的數據與標準流量計60的瞬時流量和累計流量的數據相同後，將最終的修正值存到IC101的內部EEROM中，則自動校準結束。最後IC101的第5引腳輸出高電平到IC201的第2腳和第3腳，把自動校準成功的指令通過IC101的第6腳發送到IC201總線上，返回給遠端管理裝置70。發送完成後IC101的第5腳輸出低電平，總線恢復到數據接收狀態。

本裝置地址的遠程更改：遠端管理裝置70發送更改本裝置地址指令，本裝置通過IC101的第7腳收到更改本裝置地址的指令後，將更改後的地址保存在IC101的內部EEPROM中。再將IC101的第5腳輸出高電平到IC201的第2腳和第3腳，將更改後的地址通過IC101的第6腳發送到IC201總線上返回給遠端管理裝置確認更改成功。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的具體實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。